Времяимпульсный преобразователь отношения величин

 

Изобретение относится к преобразованию аналоговых величин в код и может быть использовано в автоматике и вычислительной технике, в частности в телеметрических системах для контроля параметров и газовых скважин в процессе их бурения. Изобретение позволяет повысить точность преобразования путем распределения величины отклонения эталонной величины N от опорного значения N по всему диапазону определения преобразуемой величины. Выходы фильтров 12 и 11 образуют шины эталонной и преобразуете (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

< 11 4 Н 03 М 1/50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / н двтоРСКОм к свидаткпьСтвм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2!) 3873401/24-24 (22) 26.03.85 (46) 23.07.87. Бюл. 9 27 (71) Специальное проектно-конструк-, торское и технологическое бюро по погружному электрооборудованию для бурения скважин и добычи йефти Все-. союзного научно-производственного обьединения "Потенциал" (72) A.H.Áàðó, A.È.Áðàãèëeâñêèé и Н.Н. Гринченко (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 306480, кл. Н 03 М 1/50, 1968.

Авторское свидетельство СССР

И 902251, кл. Н 03 М 1/50, 1979.

„„SU„„1325702 А1 (54) ВРЕМЯИМПУЛЪСНЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ОТНОШЕНИЯ ВЕЛИЧИН (57) Изобретение относится к преобразованию аналоговых величин в код и может быть использовано в автоматике и вычислительной технике, в частности в телеметрических системах для контроля параметров и газовых скважин в процессе их бурения. Изобретение позволяет повысить точность преобразования путем распределения величины отклонения эталонной величины

N от опорного значения N< по всему диапазону определения преобразуемой величины. Выходы фильтров 12 и 11 образуют шины эталонной и преобразуеЮ

1325702 мой величин, Сиг налы, присутствующие в шине эталонной величины, совместно с выходными сигналами блока управления 6 разрешают прохождение импульсов с генератора 3 через элемент И 5 на счетчик 4 эталонной величины, определяющий d N = N — И„, и блок деления 7, Сигналы с шины преобразуемой вели 1ины и блока 7 поступают на блок деления 8, далее на блок коррекции 9 и через элемент И 1 на счетчик 2 преобразуемой величины. При нулевом сос. таянии разрядных выходов счетчика 4 нуль-орган 17 запрещает прохождение импульсов от генератора 3 на вход блока деления 8. Тем самым корректируется выходной результат преобразования в зависимости от отклонения эталонной величины от опорного значения. 4 э.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к преобразованию аналоговых величин в код и может быть использовано в автоматике и вычислительной технике, в частности в телеметрических системах для контроля параметров нефтяных и газовых скважин в процессе их бурения.

Цель изобретения — повышение точности преобразования.

fia фиг. 1 приведена структурная схема преобразователя; на фиг. 2 электрическая схема преобразователя; на фиг. 3 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства (номер

U соответствует номеру элемента.). бьат

Времяийпульсный преобразователь отношения величин содержит элемент

И 1, счетчик 2 преобразуемой величины, генератор 3 импульсов, счетчик 4 эталонной величины, элемент И 5, блок

6 управления, блоки 7 и 8 деления, блок 9 коррекции, блок 10 определения знака, фильтры 1! и 12 преобразуемой и эталонной величин.

Блок 9 коррекции {фиг.2) содержит линию 13 задержки, расширитель 14 длительности импульсов, элемент 15, выполняющий функции НЕ-3 ИЗИ-2И, а в блок 10 определения знака входит триггер 16 знака и нульорган 17. Блок 7 деления состо-. ит иэ реверсивного счетчика 18 и счетчика 19, элемента И 20 и элемента ИЛИ 21, Блок 8 деления выполнен в виде операционного счетчика. фильтры 11 и 12 преобразуемой и эталонной величин необходимы для выделения укаэанных параметров из разделенных во времени сигналов, присутствующих во входной шине. Выходы фильтров 12 и 11 образуют шины эталонной и преобразуемой величин. Сигналы, присутствующие в шинах эталонной и преобразуемой величин, соот5 ветственно, каждые в свой интервал времени или совместно с выходными сигналами блока 6 управления разрешают прохождение импульсов через элемент И 5 на счетчик 4 эталонной величины и блок 7 деления или поступают на блок 8 деления, устанавливая его предварительно в заданное состояние, и через. элемент И 1 на счетчик 2 преобразуемой величины.

Блок 6 управления, представляющий собой триггер, счетным входом подключенный к шине эталонной величины, определяет порядок работы всего устройства в целом, сначала подключая к генератору 3 счетчик 4 эталонной величины, предварительно установив его в состояние N< (опорная величина), а впоследствии пересчитывая код, хра25 нившийся в счетчике 4 эталонной величины> в блок 7 деления. Выход нульоргана 17 запрещает прохождение импульсов от генератора 3 на вход блока 8 при нулевом состоянии разрядных

30 выходов счетчика 4. Триггер 16 знака изменяет свое состояние при переходе счетчика 4 через состояние логического нуля и определяет направление работы блока 9 коррекпии, подключая

35 элементы ИЛИ элемента НЕ-3 ИЛИ-2И 15.

Счетчик 18, входящий в состав блока

7 деления, устанавливается в логическое состояние, соответствующее выходному коду эталонного счетчика 4, сигналом с выхода блока 6 управления и со своего выхода переноса, который

1325702 дМ= М- N (N и или

n dN N, 50 и ЛИ+по =Х1 также подключен к счетчику 19, который просчитывает число переходов счетчика 18 через нулевое состояние за время действия сигнала эталонной величины.

Выходной код счетчика 19 по фронту сигнала преобразуемой величины переписывается в блок 8 деления, импульс с выхода переноса которого устанавли- fp вает его в то же логическое состояние. Число импульсов на вы<оде переноса блока 8 деления соответствует отношению преобразуемой величины и числа, соответствующего выходному ко- 1б ду блока 7 деления.

Устройство работает следующим образом.

На входы фильтров 12 и 11 с входной шины поступают импульсы, разде- gp .ленные по времени и модулированные по длительности, которые соответствуют эталонной и преобразуемой величинам. Импульс эталонной величины по счетному входу изменяет состояние 25 блока 6 управления, определяя такты работы всего устройства. В первом такте блок 6 управления разрешает прохождение импульсов от генератора

3 через элемент И 5, на выходе кото- 30 рîro формируется импульсная последовательность, число импульсов которой соответствует численному значению эталонной величины, на счетный вход счетчика 4, который предварительно фронтом импульса с первого выхода блока 6 управления устанавливается в состояние И, а через триггер 15 знака ло входу управления переключается в режим вычитания, т,е. производится 4О вычитание входного числа No.

Если число импульсов. N, соответствующее эталонной величине и поступающее на счетный вход счетчика 4 эталонной величины, равно числу импуль- 4> сов И опорной величины, счетчик 4 по окончании сигнала эталонной величины устанавливается в нулевое состояние. Таким образом g N = N — N o = О.

В этом случае при счете последовательности импульсов, соответствующей преобразуемой величине, на выходе переноса блока 8 деления импульсы не возникают, так как его счетный вход закрыт сигналом с выхода нуль-органа

17, и на входах элемента НЕ-3 ИЛИ-2И.

15, связанных с выходом блока 8 деления и выходом расширителя 14 длительности импульсов, держится низкий потенциал.

Триггер 16 знака, установленный в состояние логической единицы фронтом импульса с выхода блока 6 управления, остается в этом же состоянии, разрешая прохождение задержанных линией 13 задержки импульсов с генератора 3 на выход блока 9 коррекции только через нижнюю половину элемента НЕ-3 ИЛИ-2И !5.

С выхода блока 9 коррекции импульсы поступают на вход элемента И 1 и проходят через него на счетчик 2 преобразуемой величины за время воздействия на первый вход элемента И 1 сигнала преобразуемой величины. Таким образом, при N — No = d N = 0 в счетчик 2 преобразуемой величины поступают с генератора 3 все импульсы за время действия на первом входе элемента И 1 сигнала преобразуемой величины.

Под воздействием внешних факторов длительность импульса, соответствующего эталонной величине, может изменяться, в результате чего число импульсов заполнения сигнала эталонной величины N также изменяется и становится отличным от N на величину где N — число импульсов, соответствующее эталонной величине;

N, — число импульсов, соответствующее опорной величине.

При этом знак приращения dN зависит от соотношения величин N u N

Равномерно распределив и М на весь интервал эталонной величины, получают интервал коррекции n, т..е.

В общем случае число п дробное, однако, если оперировать только целыми числами, N где и — остаток от деления

dN при условии, что n — целое число.

Если N (N, на разрядных выходах счетчика 4 по окончании действия сигнала этапонной величины устанавливается число d N в двоичном коде, а триггер 16 определения знака не меняет своего исходного логического состояния.

Если N ) N,, то счетчик ч после подсчета N, импульсов реверсируется, после- чего на его выходах формируется число лМ, а триггер 16 определения знака меняет свое логическое состояние.

Блоком 7 деления производится оп.еN рация деления — — 1 т.е. получение

8N л 5 интервала коррекции и, с записью полученного результата в счетчик 19.

При подсчете числа импульсов, соответствующего преобразуемой величине, блок 8 деления после поступления и импульсов с генератора 3 на его счетный вход обнуляется импульсом с.о своего выхода переноса и выдает сигнал управления блоку 9 коррекции, который в зависимости от логического состояния триггера 16 знака в этот момент или формирует дополнительный импульс, который накладывается на выходную последовательность генератора 3 импульсов (при N с N,), или 3О запрещает прохождение одного импульса этой же последоватепьности на вход элемента И 1 (при N ) Мо).

Таким образом, в счетчике преобразуемой величины формируется код, пропорциональный длительности преобразуемой величины„ и одновременно представляющий собой отношение преоб-. разуемой и эталонной величин.

Формула изобретения

1. Времяимпульсный преобразователь отношения величин, содержащий первый элемент И, выход которого соединен с входом счетчика преобразуемой величины, второй элемент И, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выход подключен к первому входу счетчика эталонной величины, второй вход соединен с первым выходом блока управления, о т л и ч а ю -= шийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены фильтры эталонной и преобра-. зуемой величин, два блока деления, блок определения знака и блок коррек-. ции, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй

132 702 6 вход которого объединен с первым входом первого блока деления и подключен через фильтр преобразуемой величины к входной шине, с которой соединен вход фильтра эталонной величины, выход которого подключен к входу блока управления, третьему входу второго элемента И и первому входу второго блока деления, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, третий вход — с выходом генератора импульсов, четвертый вхоц объединен с первым входом блока определения знака и соединен с выходом разрядов счетчика эталонной величины, выход переноса которого соединен с вторым входом блока определения знака, первый вьгхоц которого подключен к второму входу первого блока деле-. ния, а второй и третий выход соответственно — к первым и вторым входам блока коррекции, третий вход которого объединен с третьим входом первого блока деления и подключен к выходу генератора импульсов, а четвертый вход соединен с выходом первого блока деления, четвертый вход которого подключен к выходу второго блока деления, третий вход блока определения знака объединен с вторым входом счетчика эталонной величины и подключен к первому выходу блока управления, а второй выход блока определения знака соединен с третьим входом счетчика эталонной величины.

2. Преобразователь по п. 1, о т— л и ч а ю шийся тем, что блок коррекции выполнен на линии задержки, расширителе длительности импульсов и

4О элементе НЕ-3 ИЛИ-2И, выход которого является выходом блока, первый и второй вход являются соответственно первым и вторым входами блока, третий и четвертый входы объединены и подключены к выходу линии задержки, вход которой является третьим входом блока, пятый вход соединен с выходом расширителя длительности импульсов, вход которого объединен с шестым входом элемента НЕ-3 ИЛИ-2И и является четвертым входом блока.

3. Преобразователь по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что блок определения знака выполнен в виде нуль-органа и триггера, первый и второй входы которого являются вторым и третьим входами блока соответственно, а первый и второй выходы являются соответственно вторым и третьим выхода7 13257 ми блока, а вход нуль-органа является первым входом блока, а выход его является первым выходом блока.

4. Преобразователь по п, 1, о т— л и ч а ю шийся тем, что блок управления выполнен на триггере, вход которого является входом блока, а прямой и инверсный выходы являются соответственно вторым и первым выходами блока. 10

5. Преобразователь по п.1, о т— личающий с я тем, что второй блок деления выполнен на элементах И, ИЛ/, реверсивном счетчике и счетчике, счетный вход которого объединен с 15

02 8 первым входом элемента ИЛИ и подключен к выходу переполнения реверсивного счетчика, а вход сброса объединен с первым входом элемента И, вторым входом элемента ИПИ и является вторым входом блока, первый и третий входы которого являются соответственно вторым и третьим входами элемента И, выход которого подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика, установочный вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а входы установки кодов являются четвертым входом блока, выходом которого являются выходы счетчика.

1I325702

II дьа.12 чьи.11

Йь/х.8 арык.З 6ь/х.9 8ь/л.10

Фь/х,7 ир„„ у

Ve//x.73 йь/х.a 1 8ьц.1// П..Е г.зШш))Ш//ШШ/

)Ye 80

ua <>g Фа

Фиг. 3

Составитель В. Махнанов

Редактор И.Николайчук Техред И.Попович

Корректор Т. Колб

Заказ 3 125/56 Тираж 901 Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4